JP2007064382A - 一方向間欠送りユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ラチェットホイールに一方向型トルクリミッタを組み込み、揺動部材に設けた駆動爪を前記ラチェットホイールのラチェットに係合させ、前記揺動部材の揺動運動によってラチェットホイールを間欠回転させる一方向間欠送りユニットにおいて、前記駆動爪の爪寸法と組付け寸法の誤差によって揺動部材が振れる現象を防止し、送り精度を向上させることである。
【解決手段】揺動部材の回転軸周りに自動調芯すき間δを設け、そのすき間δを、駆動爪２２の爪寸法Ｌ、駆動爪偉２２の組付け寸法Ｍとした場合に、
「Ｌの寸法公差＋Ｍの寸法公差≦δ≦０．２ｍｍ」
の関係を有するように設定した。
【選択図】図２

Description

この発明は、ラチェットホイール機構を用いた一方向間欠送りユニットに関し、インデックステーブル等の部品供給装置等に使用されるものであって、特に揺動部材の自動調芯に関するものである。

ラチェットホイール機構を用いた一方向間欠送りユニットに関しては、従来公知である（特許文献１参照）。

前記特許文献１に開示された一方向間欠送りユニットは、１個又は複数個の駆動爪が揺動部材に回転可能に取り付けられ、その駆動爪をラチェットホイールのラチェットに係合させ、その駆動爪の他端と揺動部材との間に介在したコイルばね等の弾性体により、前記駆動爪をラチェットに係合させる方向に付勢し、揺動部材の送り方向への揺動時に駆動爪がラチェットホイールを送り方向に一定ピッチだけ回転させ、戻り方向への揺動時には逆転防止手段の作用によって逆回転を防止しつつ元の状態に戻る作用を繰り返して間欠的な送り作用を行うようにしている。

なお、特許文献１の図４、図１２等においては２個の駆動爪が示されているが、これらは揺動部材の１往復ごとに１個づつ交互にラチェットに係合して駆動作用を行うようになっている。
特開２００５−９８４９０号公報

前記従来の一方向間欠送りユニットは、１個の駆動爪によってラチェットホイールを駆動するものであるから、ラチェットホイールに対し接線方向の回転力が作用し、ラチェットホイール及びこれと一体のスプロケットに対しラジアル方向の変位を生じせしめ、ラチェットホイール及びこれと一体のスプロケットの回転に振れが生じスプロケットによる送り精度を低下させる原因となる。

このため、本願の出願人は、図８に示したように２個の駆動爪５１を回転中心対称の位置に設け、これらの駆動爪５１が同時にラチェット５２に係合して駆動作用を行うようにしたものを先に提案している（特願２００５−８４２８６号）。この構成によると、２個の駆動爪５１による駆動が対偶駆動となり、駆動爪５１によるラジアル方向の変位力は相互に打ち消される結果、スプロケット５３の回転が円滑となり、精度の高い送り作用を行うことができる。

なお、図８において、５４は逆転防止手段としての一方向クラッチ型トルクリミッタ、５５は内輪、５６は駆動爪５１の付勢ばね、５７は揺動部材であり、前記駆動爪５１、付勢ばね５６は揺動部材５７に取り付けられる。

前記提案に係るものは、加工精度が理想的に高い場合は完全な偶力駆動となって高い送り精度が得られるが、実際は駆動爪５１の爪寸法Ｌや駆動爪５１の組付け寸法Ｍの寸法公差等の影響を受け、揺動部材５７にラジアル方向の変位力が作用し、その揺動部材５７の軸穴５８が軸５９に干渉して自由な揺動作用ができなくなる。このため、２個の駆動爪５１による駆動力が不均等になって対偶駆動が不完全となり、スプロケット５３の送り精度が低下する問題がある。

そこで、この発明は駆動爪に関する爪寸法や組付け寸法の寸法公差が存在しても、揺動部材が自動調芯して対偶駆動ができるようにした一方向間欠送りユニットを提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明に係る一方向間欠送りユニットは、揺動部材の回転軸周りに自動調芯すき間δを設けた構成を採用した。

前記自動調芯すき間δの大きさは次のように設定することが望ましい。即ち、
駆動爪の爪寸法（駆動爪の回転中心から爪先端まで長さ）をＬ、駆動爪の組付け寸法（揺動部材の回転中心から駆動爪の回転中心までの距離）をＭとした場合に、
「Ｌの寸法公差＋Ｍの寸法公差≦δ≦０．２ｍｍ」の関係を有するようにすき間δを設定する。

δの下限値を「Ｌの寸法公差＋Ｍの寸法公差」に設定すると、ＬとＭの寸法公差がすき間δを最も小さくする方向に影響したとしても、そのすき間δがＬとＭの寸法公差の合計より小さくなることがない。言い替えれば、前記の寸法公差がどのように影響したとしても一定の大きさのすき間δの存在が保障される。

また、すき間δの上限値を０．２ｍｍに設定したのは、グリースの漏出を防止するためである。

前記のように、この発明の一方向間欠送りユニットにおいては、揺動部材の回転軸周りに前記のすき間δが存在するので、ＬやＭの寸法公差の範囲内で揺動部材が振れることがあっても、回転軸に接触することがなく、各駆動爪の駆動力のバランスによって自動調芯される。その結果、２個の駆動爪による駆動は対偶駆動となる。なお、「特許請求の範囲」においては前記のすき間δを「自動調芯すき間δ」と称している。

以上のように、この発明は揺動部材の回転軸周りに一定量の自動調芯すき間δを設けたことにより、２個の駆動爪による同時駆動タイプの一方向間欠送りユニットにおける調芯性が向上し、スプロケットの送り精度を向上させることができる。

また、揺動部材とその回転軸は前記自動調芯すき間δの存在により接触しないため、揺動部材の軸穴の後加工が不要となり、生産性も向上する。

以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

図１から図４に示した実施例１の一方向間欠送りユニットは、ラチェットホイール１の後方に突き出したボス部１ａ（図３参照）の内径側に一方向クラッチ型のトルクリミッタ２が組み込まれ、前記ボス部１ａがハウジング４の凹部５に収納される。

前記トルクリミッタ２は前記ラチェットホイール１と同軸の内輪３がハウジング４の取り付け穴６に取り付け軸７を挿入し、ハウジング４の背面から螺合したナット８により固定される。内輪３の前面中心部に中心軸９が設けられる。

前記のラチェットホイール１の内径面に所要数のポケット１１が設けられ（図１参照）、前記内輪３との間で正回転方向Ａに狭小となるクサビ角θが形成される。前記ポケット１１にころ１２及びその付勢ばね１３が収納される。付勢ばね１３はころ１２をクサビ角θが形成された方向に付勢する。

前記ラチェットホイール１の外径面にスプロケット１４が設けられ、その一部が前記凹部５の開放部分からハウジング４の搬送溝１５に突き出される。また、前記スプロケット１４を設けた部分の内径面には細かい三角歯からなるラチェット１６が設けられる。ラチェット１６はその径方向内側に存在する内輪３の中心軸９に対向する。

前記内輪３の中心軸９に揺動部材１７が回転自在に嵌合される。中心軸９は「特許請求の範囲」においては揺動部材１７の回転軸と称されている。

揺動部材１７は円板部１８とその円板部１８の外周縁から径方向に延びた揺動アーム１９とからなり、円板部１８の軸穴２０が前記の中心軸９にすき間δ（図２（a）参照）をもって嵌合される。円板部１８は前記ラチェットホイール１の開放端面を閉鎖する。

前記円板部１８の内面において、その回転中心対称の位置にピン２１、２１によって一対の駆動爪２２、２２が回転可能に取り付けられる。各駆動爪２２は、図２（ａ）に示したように、ピン２１による取り付け部から一方に径方向外向きに延びた爪部２３と、その爪部２３とは反対方向に内向きに延びた係止部２４を有する。前記の爪部２３がラチェット１６に噛み合い、係止部２４に付勢ばね２５の一端が係止される。付勢ばね２５の他端は前記円板部１８の内面に係止され、そのばね力により爪部２３の先端部がラチェット１６に係合する方向に付勢される。

前記の揺動部材１７は、ワッシャ２６を介してねじ２７により前記中心軸９の端面に押し当てられ、内輪３と一体化される。ねじ２７は中心軸９の先端面の中心に設けられたねじ穴２８に螺合される。

前述した揺動部材１７の軸穴２０と内輪３の中心軸９との間のすき間δは、次の１式で示す関係に設定される。

「Ｌの寸法公差＋Ｍの寸法公差≦δ≦０．２ｍｍ」 （１式）
ここに、Ｌは駆動爪２２の爪寸法、即ち駆動爪２２の回転中心（ピン２１の中心）から爪部２３の先端までの長さである。また、Ｍは、駆動爪２２の組付け寸法、即ち揺動部材１７の回転中心（中心軸９の中心）から駆動爪２２の回転中心（ピン２１の中心）までの距離である。これらの寸法公差は、例えば±０．０３ｍｍに設定される。

前記Ｌは、ラチェットホイール１の半径方向の寸法ではないが、安全側となるよう半径方向の寸法と仮定してすき間δの下限値を設定する数値として使用するものである。Ｍは半径方向の寸法であるので、その寸法公差はすき間δの大きさに直接影響を与える。そこで、すき間δの下限値を前記のように「Ｌの寸法公差＋Ｍの寸法公差」に設定しておくと、ＬとＭの寸法公差がすき間δを最も小さくなる方向に影響したとしても、そのすき間δがＬとＭの寸法公差の合計より小さくなることがない。言い替えれば、前記の寸法公差がどのように影響したとしても一定の大きさのすき間δの存在が保障されることになる。

前記すき間δの上限値を０．２ｍｍに設定したのは、前述のようにグリースの漏出を防止するためであり、経験的な数値である。

実施例１の一方向間欠送りユニットは以上のように構成され、揺動部材１７がリンク３０を介して送り方向（図１の矢印ａ方向）に揺動されると、２個の駆動爪２２が同時にラチェット１６に噛み合ってラチェットホイール１を一定ピッチだけ送り方向に回転させ（矢印Ａ参照）、スプロケット１４に係合されたキャリアテープ２９を１ピッチ分だけ送る。このとき、トルクリミッタ２は空転するが、ばね１３とクサビ角θの大きさ等によって決定される大きさの空転トルクが発生し、キャリアテープ２９の送りに所定のトルクを付与する。

逆に、揺動部材１７が戻り方向（図１の矢印ｂ方向）に揺動されると各駆動爪２２はラチェット１６の上を滑って同量だけ戻る。このときトルクリミッタ２がロックしラチェットホイール１の逆転を阻止する。

一方向間欠送りユニットの上記のごとき作用において、前記Ｌ、Ｍの寸法誤差によって揺動部材１７が中心軸９に対して変位することがあっても、軸穴２０と中心軸９とのすき間δは、前記のように最大限に変位してもＬ、Ｍの寸法公差の和より小さくなることがなく、従って軸穴２０が中心軸９に接触することが回避される。このため揺動部材１７には左右一対の対象位置に設けられた同一規格の付勢ばね２５のばね力Ｆ１が作用する。ばね力Ｆ１は図２（ｂ）に示したように偶力として作用するため、揺動部材１７に作用する方向反対大きさ同じの変位力Ｆ２が相互に打ち消し合う。即ち、揺動部材１７は偶力がバランスした状態に自動調芯される。

次に、図５から図７に示した実施例２は、外歯形式のラチェットホイール１を用いた場合である。このラチェットホイール１は、スプロケットホイール１４’の前面に同軸状態、かつこれより若干小径に形成される。そのスプロケットホイール１４’の裏面中央にボス部３１が設けられる。ラチェットホイール１の外周面にラチェット１６が設けられ、またスプロケットホイール１４’の外周面にスプロケット１４が設けられる。

ハウジング４に設けられた凹部５にトルクリミッタ２の外輪３２が圧入固定される。その外輪３２の内周面に複数のポケット１１が設けられる。前記スプロケットホイール１４’とラチェットホイール１のボス部３１が前記外輪３２の内径面に回転自在に嵌合され、ボス部３１の外径面と前記ポケット１１との間で正回転方向Ａ（図５参照）と反対方向に狭小となるクサビ角θが形成される。前記ポケット１６にころ１２及びその付勢ばね１３が収納される。付勢ばね１３はころ１２をクサビ角θの形成方向に付勢する。

前記スプロケット１４の一部が前記凹部５の開放部分からハウジング４の搬送溝１５に突き出され、キャリアテープ２９に係合される。

揺動部材１７は前記ラチェットホイール１の前面において同芯状態に配置される。揺動部材１７の円板部３３に揺動アーム３４が半径方向に設けられ、その揺動アーム３４と対称形に補助アーム３５が設けられる。揺動部材１７は前記のラチェットホイール１とともに、ワッシャ３６を介してねじ３７により回転自在に取り付けられる。ねじ３７はハウジング４のねじ穴３８に螺合される。

前記揺動部材１７の揺動アーム３４と補助アーム３５の内面において、その回転中心対称の位置に同一規格の駆動爪３９、３９がピン４０により回転自在に取り付けられる。また、各駆動爪３９と揺動アーム３４及び補助アーム３５との間に付勢ばね４１、４１が取り付けられる。各駆動爪３９は付勢ばね４１のばね力によってラチェット１６に係合される。

この実施例２においても、揺動部材１７の軸穴４２とその回転軸であるねじ３７との間にすき間δが形成される。このすき間δは前記１式と同様に、「Ｌの寸法公差＋Ｍの寸法公差≦δ≦０．２ｍｍ」の関係に設定される。Ｌは駆動爪３９の爪寸法、即ち駆動爪３９の回転中心（ピン４０の中心）からその先端までの長さであり、Ｍは駆動爪３９の組付け寸法、即ち揺動部材１７の回転中心（ねじ３７の中心）から駆動爪３９の回転中心（ピン４０の中心）までの距離である。

実施例２の一方向間欠送りユニットは以上のように構成され、揺動部材１７が送り方向（図５の矢印ａ方向）に揺動されると、２個の駆動爪３９、３９が同時にラチェット１６に噛み合ってラチェットホイール１とこれと一体のスプロケットホイール１４’を一定ピッチだけ送り方向に回転（矢印Ａ参照）させ、スプロケット１４に係合されたキャリアテープ２９を１ピッチ分だけ送る。このとき、トルクリミッタ２は空転するが、ばね１３とクサビ角θの大きさ等によって決定される大きさの空転トルクが発生し、キャリアテープ２９の送りに所定のトルクを付与する。

逆に、揺動部材１７が戻り方向（図１の矢印ｂ方向）に揺動されると各駆動爪３９はラチェット１６の上を滑って同量だけ戻る。このときトルクリミッタ２がロックしラチェットホイール１とこれと一体のスプロケットホイール１４’の逆転を防止する。

一方向間欠送りユニットの上記のごとき作用において、前記Ｌ、Ｍの寸法公差によって揺動部材１７がねじ３７に対して変位することがあっても、軸穴４２とねじ３７とのすき間δは、前記のように最大限に変位してもＬ、Ｍの寸法公差の和より小さくなることがなく、従って軸穴４２がねじ３７に接触することがない。このため揺動部材１７は左右一対の対象位置に設けられた同一規格の付勢ばね４１のばね力Ｆ１が作用する（図２（ｂ）参照）。ばね力Ｆ１は偶力として作用するため、揺動部材１７に作用する方向反対大きさ同じの変位力Ｆ２が相互に打ち消し合う。即ち、揺動部材１７は偶力によってバランスした状態に自動調芯される。

実施例１の縦断正面図 （a）実施例１の一部縦断正面図、（ｂ）（ａ）図の力関係の説明図 図１のＸ―Ｘの断面図 実施例１の分解斜視図 実施例２の縦断正面図 図５のＹ−Ｙ線の断面図 実施例２の分解斜視図 先願に係る実施例の一部省略断面図

符号の説明

１ ラチェットホイール
１ａ ボス部
２ トルクリミッタ
３ 内輪
４ ハウジング
５ 凹部
６ 取り付け穴
７ 取り付け軸
８ ナット
９ 中心軸
１１ ポケット
１２ ころ
１３ 付勢ばね
１４ スプロケット
１４’ スプロケットホイール
１５ 搬送溝
１６ ラチェット
１７ 揺動部材
１８ 円板部
１９ 揺動アーム
２０ 軸穴
２１ ピン
２２ 駆動爪
２３ 爪部
２４ 係止部
２５ 付勢ばね
２６ ワッシャ
２７ ねじ
２８ ねじ穴
２９ キャリアテープ
３０ リンク
３１ ボス部
３２ 外輪
３３ 円板部
３４ 揺動アーム
３５ 補助アーム
３６ ワッシャ
３７ ねじ
３８ ねじ穴
３９ 駆動爪
４０ ピン
４１ 付勢ばね
４２ 軸穴
４３ 爪部

Claims (3)

1. スプロケット（１４）等の送り手段を備えたラチェットホイール（１）と、そのラチェットホイール（１）に同軸状態に取り付けられた揺動部材（１７）と、その揺動部材（１７）の回転中心対称の２個所に取り付けられ前記ラチェットホイール（１）のラチェット（１６）に係合された一対の駆動爪（２２）と、各駆動爪（２２）を前記ラチェット（１６）に係合する方向に付勢する弾性体と、前記ラチェットホイール（１）の逆転防止手段とからなり、前記揺動部材（１７）の揺動による駆動爪（２２）の往復揺動により前記ラチェットホイール（１）を一方向に間欠回転させるようにした一方向間欠送りユニットにおいて、
   前記揺動部材（１７）の回転軸周りに自動調芯すき間δを設けたことを特徴とする一方向間欠送りユニット。
2. 前記自動調芯すき間δの大きさが次の関係にあること、即ち、
   駆動爪（２２）の爪寸法（駆動爪（２２）の回転中心から爪先端までの長さ）をＬ、駆動爪（２２）の組付け寸法（揺動部材（１７）の回転中心から駆動爪（２２）の回転中心までの距離）をＭとした場合に、
   「Ｌの寸法公差＋Ｍの寸法公差≦δ≦０．２ｍｍ」
   の関係を有することを特徴とする請求項１に記載の一方向間欠送りユニット。
3. 前記ラチェット（１６）がラチェットホイール（１）の内周又は外周のいずれかに形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の一方向間欠送りユニット。

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